发布时间 : 星期日 文章生态系统模型 - 思考题答案更新完毕开始阅读
（2）长日照植物：只有在光照长度大于某一时数后才能开花，缩短光照时数就不开花结实。小麦、大麦、燕麦、豌豆、亚麻、油菜、甜菜、胡萝卜、洋葱、蒜、菠菜等原产于高纬度地区的植物。 3．简要说明影响作物发育速度的因素 作物发育速度：取决于有效温度和日照长度 一．日照长度对作物发育速度的影响：
1）日照长度与光合系数Fpr的关系（图P9）：对于长日照植物，低于10h时，Fpr小，作物不正常发育；高于10h，Fpr增加，作物开始正常发育，到12h，Fpr=1，作物正常发育，而短日照刚好相反。
2）按对光长的敏感程度，可分为感光性强、中、弱三种类型。
感光性很强：植物当光长超过或小于临界光长时，就不能进行花芽分化，如水稻晚熟种、大豆等。
感光性中等：在满足其临界光长要求时能明显促进花芽分化，提早开花；反之，在不适宜的光
长条件下，虽然能进行花芽分化，但开花所需天数明显增加。一般多为中熟品种。 感光性很弱：光照长短对促进开花的效果不显著，而其中对光反应极迟钝的，多为早熟和特早熟种。
3）按不同植物光周期类型，可分为三类：长日性、短日性和光期钝感三类：
短日照作物：只有在光照时间长度小于某一时段才能开花，加长光照时数，就不会开花结实。水
稻、大豆、玉米，高粱、谷子、棉花、甘薯等原产于热带亚热带的植物。
长日照植物：只有在光照长度大于某一时数后才能开花，缩短光照时数就不开花结实。小麦、大麦、燕麦、豌豆、亚麻、油菜、甜菜、胡萝卜、洋葱、蒜、菠菜等原产于高纬度地区的植物。 中间性植物：开花不受光照时间长度的影响。如西红柿、大豆中的某些特早熟品种，时间长度一般为12-14小时。
二．温度对作物发育速度的影响：
1）植物生长发育对温度非常敏感。例如，作物的开花期与平均气温呈很好的相关性。温度低的时
候，开花期长，温度高的时候开花期短；温度与作物的生长期成正相关，温度升高，作物生长期延长；开花期与纬度成正相关，纬度高的地方开花期长。（因为纬度高的地方温度低）。 2）温度对生物的作用可分为最低温度、最适温度和最高温度，即生物的三基点温度。当环境温度在最低和最适温度之间时，生物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快，代谢活动加强，从而加快生长发育速度；当温度高于最适温度后，参与生理生化反应的酶系统受到影响，代谢活动受阻，势必影响到生物正常的生长发育。当环境温度低于最低温度或高于最高温度，生物将受到严重危害，甚至死亡。不同生物的三基点温度是不一样的，即使是同一生物不同的发育阶段所能忍受的温度范围也有很大差异。另外温度对生物发育（尤其是植物）的影响还存在有效积温法则。
4．简要说明不同发育阶段干物质的分配特点
作物发育速度决定了同化物质在各器官间的分配 (leaves, stems, roots, storage organs)
作物出苗后，在指数生长期，大部分的同化物质转化为叶和根，然后是茎，此时作物进入灌浆期，主要是在线性生长期将干物质分配给茎。大致在开花期同化物停止分配给根 之后的线性生长期以及衰老阶段大部分的同化物分配给生殖器官，如籽粒。
课件P10图。
5．一般来讲，作物CO2实际同化量与潜在同化量的比等于实际蒸腾量与潜在蒸腾量的比（即A/Ap = Ta/Tp), 请简要说明原因
主要是由于叶片与大气进行CO2的交换与H2O的蒸发是经过同一个气孔的。因为蒸腾是水分通过作物的气孔散失到大气中的过程，同时CO2和氧气也通过作物气孔进行气体交换，为了避免干燥，作物必须从土壤中吸收水分以弥补蒸腾损失，因此蒸腾作用和同化过程是相互关联的。当土壤供水不足时，作物通过调节气孔大小（减小）来减少蒸腾，气孔关闭，阻力变大，结果使大气与作物的CO2 和O2交换减少，导致CO2同化降低。因此蒸腾量与同化量都降低，都与气孔关闭或者大小有关。而蒸腾作用的水分从气孔散失，而光合作用同样也从该气孔吸收二氧化碳，是用的同一个气孔，T和Ag基本是相等的，因此作物CO2实际同化量与潜在同化量的比等于实际蒸腾量与潜在蒸腾量的比。 6、简要说明影响作物蒸腾量的因子
蒸腾是水分通过作物（气孔）散失到大气的过程。影响作物蒸腾量的因子主要有：气候因子、土壤因子、作物本身。
一．气候因子：光照、温度、湿度、风速、气压等。
（1）光照光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少气孔阻力，从而增强蒸腾作用。其次，
光可以提高大气与叶子的温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。 （2）温度温度对蒸腾速率的影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出2～10℃，因而气孔下
腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，使叶内外蒸气压差增大，蒸腾速率增大；当气温过高时，叶片过度失水，气孔关闭，蒸腾减弱。 （3）湿度在温度相同时，大气的相对湿度越大，其蒸气压就越大，叶内外蒸气压差就变小，气孔下
腔的水蒸气不易扩散出去，蒸腾减弱；反之，大气的相对湿度较低，则蒸腾速率加快。 （4）风速风速较大，可将叶面气孔外水蒸气扩散层吹散，而代之以相对湿度较低的空气，既减少了
扩散阻力，又增加了叶内外蒸气压差，可以加速蒸腾。强风可能会引起气孔关闭，内部阻力增大，蒸腾减弱。 二．土壤因子：土壤质地，孔隙度，土壤含水量。
蒸腾作用的水是通过膨压从根部吸的水，因此土壤含水量是影响蒸腾作用的重要因素。土壤中的水分含量高，水势梯度大，作物能吸收更多的水分，蒸腾作用强；相反如果土壤质地不好，孔隙度比较大，土壤水分含量少，根部在土壤中吸收的水分少，气孔关闭，蒸腾减弱。
三．作物因子：气孔、作物密度、冠层郁闭度、叶面积指数
（1）气孔：气孔关闭，植物整腾作用几乎停止，这是植物为了保持体内水分的一种适应。气孔大小气孔直径较
大，内部阻力小，蒸腾快。气孔下腔气孔下腔容积大，叶内外蒸气压差，蒸腾快。气孔开度气孔开度大，蒸腾快；反之，则慢。
（2）叶面积指数：叶面积越大，蒸腾作用越强。 7、影响土壤水分平衡的主要因子有哪些？ S = R + CR + SS – SR - (E+T) – PC
S = 土壤有效水量 R = 降水量 SS = 地表储水量 SR = 地表径流量 E = 地面蒸发量 T = 作物蒸腾量
PC = 水分渗漏到根层以下的量 CR = 通过毛细管上升到根层水量
生态系统模型-生态学水文过程及其模拟
理解Penman公式、Penman-Monteith公式的原理、推导过程？ 推导双源模型？ 根据蒸发原理提出农业节水措施 蒸发：水由液态转为气态的过程，通常指未饱和空气流经湿润表面时，水分逸出到空气的过程。蒸散是水平衡的重要分量、 水循环的关键驱动机制，由大气需求、土壤水分有效性、植被状况等因子控制。
一．对于土壤而言：
1、覆盖保墒：一是薄膜覆盖。在春播作物上应用可增温保墒，抗御春旱。二是秸秆覆盖。即将作物秸秆粉碎，均匀地铺盖在作物或果树行间，减少土壤水分蒸发，增加土壤蓄水量，起到保墒作用。 2、深耕深松：以土蓄水，深耕深松，打破犁底层，加厚活土层，增加透水性，加大土壤蓄水量，减少地面径流，更多地储蓄和利用自然降水。玉米秋种前深耕29厘米加深松到35厘米，其渗水速度比未深耕松地快10—12倍，较大降水不产生地面径流，使降水绝大部分蓄于土壤。据测定，活土层每增加3厘米，每亩蓄水量可增加70—75立方米。加厚活土层又可促进作物根系发育，提高土壤水分利用率。
3、防旱保墒：用中耕和镇压保蓄土壤水分。
4、利用抗旱保水剂，延长土壤水分持续供应。抗旱保水剂可直接改善土壤理化性质，明显提高土壤水分含量，在旱作大田上，全生育期土壤水分平均可高出5 个百分点以上，在灌溉地上，可明显可提高土壤抗旱能力，延缓灌水时间，减少灌水1—2次。
5、增施有机肥：可降低生产单位产量用水量，在旱作地上施足有机肥可降低用水量50%—60%，在有机肥不足的地方要大力推行秸秆还田技术，提高土壤的抗旱能力。合理施用化肥，也是提高土壤水分利用率的有效措施。
二．对于作物而言：选用节水高产的良种 因地制宜选用节水高产作物良种， 合理安排作物布局与品种搭配是作物节水、 增产、 低耗的重要环节。不同作物和品种对环境条件要求和适应力都有一系列的生理生态和形态 的差异。因此，只有环境条件充分满足或适应作物品种的生理生态和遗传特性的要求时， 才能充分发挥其优良特性与产量潜力；另一方面，根据地区的自然条件、栽培水平、耕作 制度以及自然灾害等特点选用适宜良种，合理安排作物布局和品种搭配，才能合理利用资 源，趋利避害，发挥资源的生产潜力。
1、根据不同地区土壤特点，选耐旱优良品种。通过一些耕作措施，减缓干旱时期的旱情如延长蹲苗时间以错过旱情期；在限水灌溉条件下，磷肥集中深施效果最好。有地表水源的地区，限额灌溉，以水防旱。 2、选用抗旱品种：称为作物界骆驼的花生等作物抗旱性强，在缺水旱作地区应适当扩大种植面积。就可以减少灌水，达到节约用水。同一作物的不同品种间抗旱性也有较大差异。
3、关键时期灌水：在水资源紧缺的条件下，应选择作物一生中对水最敏感对产量影响最大的时期灌水，如禾本科作物拔节初期至抽穗期和灌浆期至乳熟期，大豆的花芽分化期至盛花期等。 4、保水剂：能在短时间内吸收其自身重量几百倍至上千倍的水分，将保水剂用作种子涂层，幼苗醮根，或沟施、穴施、或地面喷洒等方法直接施到土壤中，就如同给种子和作物根部修了一个小水库。使其吸收土壤和空气中的水分，又能将雨水保存在土壤中，当遇旱时，它保存的水分能缓慢释放出来，以供种子萌发和作物生长需要。
5、抗旱剂：属抗蒸腾剂，叶面喷洒，能有效控制气孔的开张度，减少叶面蒸腾，有效地抗御季节性干旱和干热风危害。喷洒1次可持效10—15天。还可用作拌种、浸种、灌根和蘸根等，提高种子发芽率，出苗整齐，促进根系发达，可缩短移栽作物的缓苗期，提高成活率。
遥感在生态模型中的应用
1、生态系统模型为什么需要尺度扩展？
1）、变量和过程之间的非线性关系；地表过程特征参数的空间变异性；过程之间的复杂相互作用。生态过程有时空尺度，因此研究生态系统需要尺度扩展。
2）、空间尺度的变化实际上是研究对象和针对问题的变化，可以导致模型的输入和输出是不同的。空间的变化带来的是反馈关系的变化。分析问题的前提是界定问题的时间和空间尺度。由于时间尺度和空间尺度的变化可以导致结论的不同，甚至相反。因此需要尺度扩展。
3）、某些生态过程不好直接研究，可以经过尺度扩展来说明该过程，如可以用叶片与光合的关系研究全球陆地植被的蒸腾。可以根据林分群体边材分布规律,完成林分群体蒸腾耗水的尺度转换。还可以实现由单木水平到群体水平耗水的尺度扩展。